{"id":57179,"date":"2024-07-04T00:01:46","date_gmt":"2024-07-03T22:01:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=57179"},"modified":"2024-07-08T09:24:54","modified_gmt":"2024-07-08T07:24:54","slug":"adaptive-duese-fuer-schnellen-und-genauen-3d-druck-040720241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/adaptive-duese-fuer-schnellen-und-genauen-3d-druck-040720241\/","title":{"rendered":"Adaptive D\u00fcse f\u00fcr schnellen und genauen 3D-Druck"},"content":{"rendered":"

Wer die Wahl hat, hat die Qual, hei\u00dft es bekanntlich und das trifft auch beim 3D-Druck<\/a> auf manche Aspekte zu. Entweder man will eine hohe Aufl\u00f6sung erzielen oder aber eine hohe Geschwindigkeit. Es ist tats\u00e4chlich herausfordernd, ohne Abstriche beides unter einen Hut zu bekommen. Druckd\u00fcsen mit geringem Durchmesser erm\u00f6glichen filigrane Details und pr\u00e4zise Drucke, wohingegen gr\u00f6\u00dfere D\u00fcsendurchmesser f\u00fcr ein schnelles Druckresultat sorgen. Ein neuer Ansatz k\u00f6nnte eine L\u00f6sung bieten, damit Sie sich in Zukunft nicht mehr zwischen pr\u00e4zise & langsam und schnell & schlampig entscheiden m\u00fcssen. Jochen M\u00fcller und Seok Won Kang von der Whiting School of Engineering der Johns Hopkins Universit\u00e4t haben eine adaptive D\u00fcse entwickelt, die beides schafft. Die Resultate des Projekts ver\u00f6ffentlichten sie Anfang Juni in ScienceAdvances<\/em>.<\/p>\n

Sie entwickelten eine Drucktechnik<\/a> namens mit einer adaptiven D\u00fcse – AN3DP -, welche w\u00e4hrend des Druckens dynamisch ihren Durchmesser und die Querschnittsform \u00e4ndern kann. Dadurch ist es m\u00f6glich, schnelle und detaillierte Teile zu drucken. Au\u00dferdem sollen Druckfehler vermieden werden. Bei festen D\u00fcsen kommt es n\u00e4mlich h\u00e4ufig zur \u00dcber- oder Unterextrusion<\/a>. Gerade bei Bauteilen, welche sowohl komplexe Details als auch massive Elemente aufweisen, kann es zum Treppeneffekt kommen. Hauptmotivation des Teams war es daher, mittels einer adaptiven D\u00fcse den Prozess und die Ergebnisse im 3D-Drucks zu verbessern.<\/p>\n

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Bild: John Hopkings University<\/p><\/div>\n

Die Ingenieure lie\u00dfen sich bei ihrem Ansatz von Mechanismen von Greifwerkzeugen und dem biomimetischen Vorbild<\/a> von Sehnen bei Tieren und Meschen inspirieren. So verf\u00fcgt AN3DP \u00fcber acht bewegliche Stifte<\/a>, welche durch eine elastische Membran miteinander verbunden sind. Die Stifte werden von Motoren gesteuert, um die Form und Gr\u00f6\u00dfe der D\u00fcse zu ver\u00e4ndern, wobei die Membran f\u00fcr einen gleichm\u00e4\u00dfigen Materialfluss sorgt. Die Kombination aus beweglichen Stiften und elastischer Membran ist entscheidend f\u00fcr die Fertigung von pr\u00e4zisen und komplexen Strukturen, welche \u00fcberdies auch z\u00fcgig gefertigt werden k\u00f6nnen. Auf diese Weise ber\u00fccksichtigt die D\u00fcse Parameter, die bei anderen variablen D\u00fcsen oft au\u00dfer Acht gelassen werden. Variable D\u00fcsen finden wir bereits auf dem Markt, h\u00e4ufig k\u00f6nnen diese zwar ihren Durchmesser ver\u00e4ndern, aber keinen Einfluss auf die Querschnittsform des Filaments<\/a> nehmen. Daher ist es nicht m\u00f6glich, die Form des austretenden Materials zu steuern. AN3DP hingegen ist so konzipiert, dass sowohl D\u00fcsengr\u00f6\u00dfe als auch Filament-Querschnitt beeinflusst werden k\u00f6nnen.<\/p>

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Das liegt neben den Stiften und der Membran auch am konischen Innendesign der D\u00fcse. Studien-Autor und Assistenzprofessor an der Fakult\u00e4t f\u00fcr Bau- und Systemtechnik der Whiting School of Engineering f\u00fchrt die Bedeutung des Designs weiter aus: \u201eHerk\u00f6mmliche 3D-Drucker verwenden feste D\u00fcsen, die entweder die Aufl\u00f6sung oder die Geschwindigkeit begrenzen. Kleinere D\u00fcsen verbessern die Aufl\u00f6sung, verlangsamen aber den Druckvorgang, w\u00e4hrend gr\u00f6\u00dfere D\u00fcsen die Geschwindigkeit erh\u00f6hen, aber die Detailgenauigkeit verringern. Das Design von AN3DP \u00fcberwindet dieses Problem, indem es sich an die spezifischen Anforderungen jedes zu druckenden Merkmals anpasst und so sowohl eine hohe Aufl\u00f6sung als auch einen schnelleren Druck erm\u00f6glicht.<\/em>\u201c<\/p>\n